污水廠升級改造初步設計方案知識交流

1、污水廠升級改造工程初步設計方案項目名稱：xxxxx污水處理廠升級改造建設規(guī)模:30000n3/d方案范圍：設計、土建、設備、施工及調試xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx二0一一年三月目錄2第一章項目概述3第一節(jié)概述31 項目名稱32 項目建設單位3項目背景3第二節(jié)項目概況41 項目概況4設計單位4第二章設計依據(jù)、原則、范圍及安全51設計依據(jù)52設計原則63設計范圍6安全生產6第三章污水處理工程技術方案71 處理工藝流程方案72設計說明及水質分析72 工藝選擇9設計工藝流程及設備選型11第四章供配電及自控系統(tǒng)23第五章主要構（建）筑物一覽表23第六章設備及材料表31第七章工

2、程估算361 工程估算匯總表362 運行成本分析36初步設計平面布置圖附件第一章項目概述第一節(jié)概述1項目名稱xxxxx污水處理廠升級改造工程2項目建設單位xxxx污水處理廠3項目情況改造前采用三溝式氧化溝污水處理工藝，設計處理規(guī)模為3X104n3/d，出水執(zhí)行一級B標準本初步設計方案在原污水處理廠的基礎上進行升級改造，處理出水由現(xiàn)行的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB/T18918-2002)一級B類提高到一級A類。第二節(jié)項目概況1項目概況本初步設計方案在原污水處理廠的基礎上進行升級改造，處理出水由現(xiàn)行的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB/T18918-2002)一級B類提高到一級A類。本工程

3、設計規(guī)模為3萬n3/d，氧化溝出水水位一般較低，在改造設計中考慮設二次提升泵房提升水位。提升泵房按平均日平均流量3萬nVd規(guī)模設計。平均設計流量：Q=30000md=1250m/h。根據(jù)污水廠提供水質資料，現(xiàn)有出水中COD平均保持在20mg/L,NH4-N出水濃度平均為7-8mg/L,其余指標未進行測試。考慮到目前污水廠進水水量不足設計的3萬噸/d,出水較好的原因一是三溝式氧化溝的交替運行能去除一部分氨氮，二是水量不足增加了停留時間有利丁改善水質。根據(jù)污水廠計劃，擬將西邊約1.5萬噸洗廢水引入污水廠，可能將對污水廠造成沖擊，故提標改造工程中的進水參照城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB/T189

4、18-2002)一級B類標準執(zhí)行，在改造工程方案中，進水按B類設計，如不能達到要求，由污水廠調整一期工藝滿足進水要求。具體進水水質如下：表1-1污水處理廠改造工程設計進水水質項目CODcrBODSSNH4-NTNTP進水水質(mg/l)60202015201.0表1-2污水處理廠改造工程設計出水水質項目CODcrBODSSNH4-NTNTP進水水質(mg/l)<50<10<10<5(8)<15<0.5本項目預留空地最大為29.4mx12.1m,共兩塊，中間間隔廠區(qū)道路和污水管，距離約100m2設計單位本項目初步設計方案編制單位：XXXXXXXXXXXXXXX

5、XXXXXXXXXXXXX0第二章設計依據(jù)、原則、1設計依據(jù)污水再生利用工程設計規(guī)范城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準室外排水設計規(guī)范曝氣生物濾池工程技術規(guī)程城鎮(zhèn)污水處理廠附屆建筑和附屆設備設計標準混凝土結構設計規(guī)范污水泵站設計規(guī)程給水排水制圖標準濾池氣水沖洗設計規(guī)程污水排入城市下水道水質標準地面水環(huán)境質量標準城市雜用水水質砌體結構設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范建筑設計防火規(guī)范城市排水工程規(guī)劃規(guī)范建筑地面設計規(guī)范工業(yè)企業(yè)噪音控制設計規(guī)范給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范«10KVM以下變電所設計規(guī)范«電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范城市污

6、水處理廠工程質量驗收規(guī)范城市污水處理廠運行、維護及其安全技術規(guī)程范圍及安全(GB50335-2002(GB/T18918-2002)(GB50014-200。(CECS2652009)(CJJ31-89)(GBJ50010-2002(DGJ08-23-91)(GB/T50106-2001)(CECS5093)(CJ3082-1999)(GHZB1-1999(GB/T189202002)(GB50003-2001)(GB50007-2002(GB50016-2006(GB50318-2000(GBJ50037-96)(GBJ87-85)(GB50069-2002(GB50187-93(GB500

7、53-94(GB50060-92(GB50046-95(GB50334-2002(CJJ60-94)(CECS138:2002給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)程2設計原則2.1、符合性：執(zhí)行國家有關環(huán)保政策、遵守國家有關法規(guī)、規(guī)范和標準，確保污水深度處理工藝滿足招標文件要求的處理水量和出水水質；2.2、先進性：處理工藝及設備材料采用目前國內和國際上成熟穩(wěn)定的技術和設備；2.3、可靠性：設計的工藝曾成功運用于其他同類工程中，實踐證明性能質量可靠；2.4、經濟性：在確保效果的前提下，本著投資節(jié)約、功效最佳的理念，采用占地節(jié)省、技術成熟、設備節(jié)能的處理工藝；2.5、美觀性：布局合理，平面布局、豎

8、向布置和功能分區(qū)服從工藝和場地要求，經濟合理，工程外觀設計新穎、美觀、大方，貼近周圍環(huán)境的建筑風格；2.6、易于維護性：系統(tǒng)自動化程度高，采用PLC自動控制，實現(xiàn)人機界面可視化操作，既可降低維護人員勞動強度，乂可節(jié)約人力資源；2.7、靈活性：構筑物和設備的配備能滿足檢修、部分停運等要求，控制方便、節(jié)約能耗；2.8、環(huán)保性：工程衛(wèi)生條件好，可采取有效措施保證在今后工程的實施過程中和系統(tǒng)的運行使用中不會產生水、氣、聲、渣的二次污染。3設計范圍本工程初步設計范圍為從改造工程進水口至消蠹池進水口的工程設計，消蠹設備沿用原工程消蠹設施，設計內容包括工藝段內的土建、工藝、設備、自控，不包括高壓電氣部分。4

9、安全生產在改造工程投產試運行之前，須對管理人員和操作人員進行必要的崗位培訓和安全教育，制定必要的安全操作規(guī)程和管理制度，以確保深度處理單元正常運行。所有電氣設備的安裝、保護及建構筑物的防富措施，均須滿足有關規(guī)定、規(guī)范，以確保人身安全。各控制室均有事故報警顯示，當人員在現(xiàn)場手動操作時，自動方式將被鎖定，以免誤操作引起人身傷害。在改造工程設計中采用操作管理簡便的工藝，并配置先進的監(jiān)測儀表和自動控制系統(tǒng)，提高自動化管理水平，減輕工人勞動強度。第三章污水處理工程技術方案1處理工藝流程方案1.1、工藝方案的選擇原則改造工程處理單元能耗較低，運行維護費用低，本項目在設計過程中注重節(jié)能，從以下幾方面盡量降低

10、處理單元的運行費用：(1) 處理工藝優(yōu)先選用能耗低的工藝。本項目推薦采用BAF工藝，曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%-30%曝氣需要量明顯低于一般生物處理。(2) 流程設計在深度處理單元工藝流程中，各處理構筑物之間盡可能緊湊布置，縮短管線，選用水頭損失較小的進出水設備和配水設備，使水頭損失降到最低限度，以降低整個深度處理單元的能耗。(3) 設備選用處理單元耗電量大的設備主要是污水污泥提升設備和曝氣設備。本項目中選用效率高、能耗低的潛水排污泵和三葉羅茨鼓風機。1.2、平面布置原則1) 功能分區(qū)明確，建筑物布置力求合理、緊湊；2) 滿足深度處理工藝流程要求，其管線布置短捷、順暢；3) 各構筑物之

11、間的間距考慮各種管線施工、檢修方便；4) 考慮風向和建筑物朝向，盡量減輕污染、綠化美化環(huán)境。1.3、高程設計改造工程處理構筑物的高程設計中從提升泵房(原污水廠出水)二次提升，重力流經及各處理構筑物，濾池出水進入消蠹池處理后排入自然水體。1.4、根據(jù)處理要求，在滿足污水廠出水由一級B提升到一級A類水質的前提下，盡量減少占地面積、節(jié)省運行費用和工程投資。2設計說明及水質分析2.1、根據(jù)污水處理廠處理出水升級要求，改造工程進水為氧化溝出水，通過深度處理后達到一級A類標準。2.2、進、出水水質分析污水處理能否采用生物處理方法，主要取決丁污水在生物過程中自身營養(yǎng)能否平衡，相關的指標能否達到要求，還需對進

12、水水質進行分析。通過對設計進水水質進行分析?？傻弥鬯幚砉こ淌欠窨刹捎蒙锾幚砉に嚒Ｓ嘘P水質的計算結果見表4-2。表3-1進水水質分析結果剖析項目原污水指標要求結果1BODCOD20/60=0.33>0.3符合2BODTN20/8=2.5>3不符合3BODTP20/1=20=20符合根據(jù)以上計算結果，現(xiàn)分析如下：1) BODCOD這一指標通常是用來鑒定污水可生化性的最簡便易行的方法。一般認為BODCOA0.45,可生化性較好；BODCOA0.3，可以生化；BODCOEX0.3,較難生化；BODCOEX0.2，不宜生化。本工程污水處理廠出水的BODCO40.33>0.3,屆丁

13、可以生化污水，因此，可以采用生物處理方法。2) BODTNBODTN是判斷污水能否采用生物脫氮技術的主要指標。由丁生物脫氮系統(tǒng)通過加碳源為電子供體，利用原污水中的基質作為反硝化的電子受體。該比值越大，反硝化進行的越快，其比值要求大丁3,希望大丁5。該污水處理廠目前的BODTN=2.5<4,進水增加后BODTN=20/15=1.3,不具備完全生物脫氮條件，應考慮備用外加碳源。為節(jié)省投資，采用前置反硝化曝氣生物濾池，可節(jié)省碳源。必要時使用人工投加甲醇。3) BODTP這是判別能否采用生物除磷工藝的指標。生物除磷工藝是利用活性污泥與原污水混合后，在厭氧條件下釋放磷酸鹽(以下簡稱磷)，而后在好氧

14、的條件下吸收磷，也就是說磷的厭氧釋放是好氧吸收的前提，從而才能把污水中的磷去除，達到除磷的目的。磷的有效釋放是污水中的一部分有機物被吸收到細胞內，并在細胞內儲存，進水中的BOD是作為營養(yǎng)物供聚磷菌活動的基質。因此，BODTP=20.0=20,是具備除磷條件的，但考慮除磷穩(wěn)定性應備用化學除磷。綜上分析，對污水處理廠的出水采用生物深度處理工藝進行改造是可行的。從設計進、出水水質數(shù)據(jù)及要求看，本工程主要去除污水中的總氮、總磷、CODcrBOE>SS,原排放出水進行反硝化去除總氮碳源不足，應考慮外加碳源，可以得以良好實現(xiàn)。3工藝選擇根據(jù)改造工程處理要求，本次初步設計方案確定采用曝氣生物濾池，它的

15、優(yōu)點是占地面積小，處理效率高，出水水質好可同時完成污染物的生物降解與固液分離，縮短了工藝流程，降低了池體容積、工程投資和運行費用。3.1、曝氣生物濾池工藝介紹曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter)是一種新型污水生物膜處理技術。曝氣生物濾池是由滴濾池發(fā)展而來，屆于生物膜法范疇，最初用做三級處理，后發(fā)展成直接用于二級處理，自90年代初在歐洲建成第一座污水處理廠后，已在歐美和日本等發(fā)達國家廣為流行，目前世界上已有3500多座大大小小的污水處理廠應用了這種技術。隨著研究的深入，曝氣生物濾池已經由單一的工藝發(fā)展成了系列綜合工藝，能夠作為普通活性污泥法和接觸氧化法的替代工藝。該工藝

16、綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用，使其具有體積小、占地面積省、處理效率高、出水水質好、流程簡單、操作管理方便并可省去二沉池等優(yōu)點。該技術具有以下幾個突出優(yōu)點：3.1.1、較小的池容和占地面積曝氣生物濾池的BOI5W積負荷大，是常規(guī)二級生物處理的510倍，所以它的池容積和占地面積只有常規(guī)二級生物處理的1/101/5左右，同時在濾池后不需設二次沉淀池，所以大大節(jié)省了占地面積和大量的土建費用。曝氣生物濾池內填裝的高比表面積和粗糙多孔的陶粒濾料，可以附著和積累高濃度的微生物量，微生物量可達1015g/l。高濃度的微生物量使得曝氣生物濾池的污染物容積負荷大大增加，所以池容和占地面積大大降低。池容

17、和占地面積小對擬建在用地緊缺地點的污水處理設施具有很大意義。由于曝氣生物濾池對污水中懸浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，故本工藝不需設置二沉池。3.1.2、抗沖擊負荷能力強，處理效果穩(wěn)定，處理出水水質好由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，使反應速率高，并可通過控制供氣量使濾池中存在好氧和厭氧環(huán)境，使得濾池組合可實現(xiàn)硝化、反硝化。同時由于高濃度的微生物以膜狀形態(tài)附著存在于濾池的生物陶粒濾料表面，其本身就耐水量的沖擊，而高濃度的固定生物膜使得濾速增大而不會使微生物流失，所以對水量、水質具有較高的抗沖擊能力。采用曝氣生物濾池工藝處理生活污水，其出水SS和BOD可保持在10mg/l以下，去除率

18、高,滿足國家城市雜用水水質標準，其處理出水經消蠹后可直接作為中水回用。由我單位承接的實際處理工程運轉數(shù)據(jù)表明，當使用曝氣生物濾池處理生活污水時，其CODcrBOD¥均出水濃度值可控制在40mg/l和5mg/l以下，達到中水回用標準。3.1.3、簡化處理流程由于曝氣生物濾池的生物截留作用，處理后水中SS很少，故不需設置二沉池和污泥回流泵房，處理流程簡化，使占地面積進一步減少。3.1.4、基建費用、運轉費用節(jié)省在國內外，曝氣生物濾池工藝被廣泛應用于各種污水處理，包括市政綜合污水、生活污水和工業(yè)廢水深度處理，日處理規(guī)模從幾白立方米到幾十萬立方米。由于該工藝流程短、池容積小和占地省，使基建費

19、用大大低于常規(guī)二級生化處理。同時，采用濾池專用曝氣系統(tǒng)并利用粒狀生物濾料對氣泡的切割作用，使得濾池總體充氧效率大大提高，氧的利用率達到30%-40%Z上,可節(jié)省大量能源消耗。其生物濾料為無機燒結材料，經久耐用，所以設備維護費用較低。3.1.5、自動化程度高，運行管理簡單曝氣生物濾池具有很強的抗沖擊負荷的能力，沒有污泥膨脹問題，微生物也不會流失，能保持較高的微生物濃度，因此，日常運行管理簡單，處理效果穩(wěn)定。由于相關工業(yè)技術的發(fā)展，生產出了電動閥、氣動閥、液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產品，使得曝氣生物濾池工藝系統(tǒng)運行管理自動化得以實現(xiàn)，使本來煩瑣的管理變得簡單易行。本工藝技

20、術可以根據(jù)進水水質、水量方便地調整反應曝氣時間的長短，控制溶解氧的濃度，使處理水達標排放。3.1.6、脫氮效果好通過不同功能的濾池組合，使濾池在除碳的同時可進行硝化和反硝化。其原理是通過對兩組濾池分別人為地造成好氧、厭氧的生物環(huán)境，不僅能去除一般有機物和懸浮固體，而且還能去除營養(yǎng)物質一氮，在降解污水中有機物的同時，去除污水中的氮，因為氮是維持水生物生長的主要營養(yǎng)物，其處理效果主要取決于供氧條件和曝氣與非曝氣階段的比例。3.1.7、受氣候、水量、水質影響小由于大量的微生物生長在陶粒濾料粗糙多孔的表面，一方面微生物不會流失，即使長時間不運轉也能保持其菌種，使其運行管理非常簡單，如長時間停止不用后再

21、使用，其設施可在幾天內恢復正常運行；另一方面，高濃度的微生物量使得濾池對氣候和水量、水質的波動適應性強。本方案主體生物處理部分可為地下或半地下式結構，由于鼓風曝氣氣流的加溫及高濃度微生物的代謝作用產生的生物能，對源污水具有增溫作用，在冬季低溫運行時仍可滿足正常運行并取得良好處理效果。3.1.8、設備（材料）實現(xiàn)國產化曝氣生物濾池內部設備和材料均可由國內生產和制造，其質量和技術方面穩(wěn)定可靠，安裝、運行維護方便。4設計工藝流程方框圖圖4-1工藝流程方框圖工藝說明4.1、工藝流程概述本工程的處理對象為污水處理廠B類出水，本設計主要去除污水中的總氮、氨氮、總磷、CODBODSS本改造工程項目采用（DN

22、+懶）前置反硝化-曝氣生物濾池工藝。污水處理廠的出水自流至提升泵房中，由提升泵提升進入DN反硝化生物濾池。在缺氧環(huán)境下，對污水中的硝態(tài)氮進行反硝化反應，同時降解污水中的部分有機污染物。在該級濾池中，利用兼性細菌（反硝化菌）以易降解有機物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，進行反硝化脫氮，同時實現(xiàn)了部分易降解有機物的去除，根據(jù)進水水質的分析及計算結果顯示，進DN濾池污水中的碳源或有不足，必要時人工投加碳源（甲醇），使得反硝化反應順利進行。DN級生物濾池的出水進入N級曝氣生物濾池，N級曝氣生物濾池主要對污水中的氨氮進行硝化以及實現(xiàn)部分有機物降解，并截留污水中的SS氨氮在有氧的條件下，通過硝化菌的作用

23、轉化成硝酸鹽或業(yè)硝酸鹽。在N級曝氣生物濾池中，輕質陶粒濾層內寄生了大量的自養(yǎng)菌，它們對氨氮的硝化作用相當明顯，氨氮去處率很高；當來水氨氮低于設計給定數(shù)值時，負荷會降低，氨氮去除率會進一步提高?；瘜W輔助除磷工藝針對本項目的實際情況，尤其鑒于BAF對磷去除效果不穩(wěn)定及尚處在研究階段，故此次設計采用化學除磷的方法實現(xiàn)對磷的去除。如果原工藝出水S蒙60mg/L時，往原絮凝沉淀池加藥除磷工序可放在硝化濾池出水之后.4.2、流程單元設計本工程由于場地所限，最大預留空地不超過12.1X29.4m,在設計校核中如果因為場地原因不能滿足水力負荷時，可適當放寬范圍，不能滿足停留時間時，應提高濾料層高度盡量延長停留

24、時間。4.2.1絮凝沉淀池絮凝沉淀池由原折板絮凝池改造而成。通過加藥設備投加的絮凝劑經過管道混合器后進入絮凝池，沉淀后上層活液自流進入提升泵井，沉淀后下層污泥用污泥泵排入原剩余污泥泵房。1) 土建部分為原有構筑物。尺寸為14X9X2m有效水深為1.5m。2) 主要設備池前設管道混合器一套，型號為DN100伙2000,管內流速設計為0.45m/s。初步方案擬在絮凝池內前端設攪拌機2臺促進混合，攪拌機葉輪直徑為320mm功率為2.2kw。如果總磷值超標過大，停留時間不夠，不排除對池體進行改造的可能。4.2.2提升泵房原污水處理廠二級出水進入二次提升泵房，提升后進入生物濾池處理系統(tǒng)。設計規(guī)模按3.0

25、萬m3/d時安裝3臺水泵，2用1備。根據(jù)室外排水設計規(guī)范(GB50101-2005),泵房集水池容積不應小于最大單臺水泵5min流量。1)土建部分結構類型：集水池為鋼筋混凝土結構，上部為鋼筋混凝土框架結構泵房尺寸：8.0mX5m<5.0m，集水池有效水深2.5m。數(shù)量：1座旁邊建加藥問用于三氯化鐵除磷，尺寸為5.0m*m<4.5m,為地上構筑物，。2)主要設備提升水泵設備類型：單臺設計流量:設計揚程：電機功率：數(shù)量：起重設備設備類型：起吊重量：起吊高度：起吊功率：運行功率：數(shù)量：潛污泵Q=630m3/hH=12m30kW3臺（2用1備）單軌電動葫蘆T=1.0噸H=9.0m2.0kw

26、0.4kw1臺4.2.3反硝化（DN生物濾池設計在碳源充足的條件下對氧化溝出水中的硝態(tài)氮進行反硝化，達到脫氮的目的，同時截留SS。1）DN濾池面積計算A、采用反硝化負荷計算法：依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程，同時考慮實際運行中總氮濃度的波動，所以本工程反硝化負荷選取負荷0.50NO3-N/（m3濾料d）,因本工程為二級處理出水的深度處理，為達到反硝化效率應控制水力負荷保證停留時間，所以按反硝化負荷計算后還需采用水力負荷法進行校核，以確定合理的設計參數(shù)。DN反硝化生物濾池濾料有效體積按下式計算:QCtn1000qDN式中，V:陶粒濾料的總有效體積，m3;Q：每天進入反硝化生物濾池的污水量,m3/d

27、；qDN:陶粒濾料的反硝化負荷，kgNO3-N/（m3濾料d）;Ctn:進出反硝化濾池的總氮濃度差值，mg/L代入數(shù)據(jù)得:V=30000X(20-15)/(1000X0.5)=300m3DN濾池的總面積按下式計為:VAi瓦式中，Ai：反硝化生物濾池的總面積，m2;H0:陶粒濾料層的高度，m；一般濾池中陶粒濾料層高度H0為2.54.5m,本工程設計中取H0=3m。代入數(shù)據(jù)得：Ai=300/3=100m2考慮到單座濾池面積過大將會增加反沖洗的供水量、供氣量，同時不利丁反沖洗均勻，依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程當濾池總面積i00m時應將濾池分格，所以本工程設計分2格(n=2)并聯(lián)，貝U每座濾池的面積為

28、50m2。結合濾池布置尺寸及實際場地，同時方便反沖洗設備配置，取每格平面尺寸為：28m<7m=56m。B、表面水力負荷復核法計算：依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程，DN反硝化生物濾池表面水力負荷取值范圍為812m3/m2ho當DN反硝化生物濾池總面積為112m2時，表面水力負荷按下式計算：式中，q：表面水力負荷，m3/m2h；Q:進水量，m3/h；A1:濾池總面積，m2;代入數(shù)據(jù)得：q=11.16m2經表面水力負荷計算復核，符合規(guī)范中810m3/m2h的規(guī)定，因此確定反硝化濾池總面積取A2=112m2。C、空床水力停留時間復核法計算：當實際面積確定后應進行空床停留時間復核，復核實際取值后空床

29、停留時間是否在合適的范圍內空床停留時間按下式計算:AH024t0Q式中，ti：污水流過陶粒濾料層高度的空床停留時間，h0A:濾池實際總面積，m2;Q:進水流量,m3/d;Ho：陶粒濾料層高度，m。代入數(shù)據(jù)得：t=56*2*3*24/30000=0.26h=16.13min曝氣生物濾池工程技術規(guī)程中對前置反硝化濾池工藝的反硝化濾池空床停留時間為2030min,因場地受限，故將濾層高度增加到4m。此時，t=56*2*4*24/30000=0.358h=21.5min,滿足要求。2)DN池體總高度計算依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程中結構的相關規(guī)定，曝氣生物濾池的總高度應包括配水室、承托層、陶粒濾料層、

30、活水區(qū)、超高的高度。曝氣生物濾池的總高度為：H=H0+h1+h2+h3+h4=4+1.4+0.4+1.3+0.5=7.6m式中，H:曝氣生物濾池的總高度，m；H0:陶粒濾料層高度，設計高度4m；h1:配水室高度，設計高度1.4m；h2:承托層高度(含濾板)，設計高度0.4m；h3:活水區(qū)高度，設計高度1.3m；h4:超高，設計高度0.5m。3) DN濾池尺寸：8.0mX7.0mX7.6m,共2格8.0牙.0>7.6(m)鋼筋混凝土2格陶粒濾料土建部分單格反硝化濾池尺寸:結構類型：池體數(shù)量：填料形式：布水形式：長柄濾頭布水反洗形式：氣水聯(lián)合反沖洗5）材料部分陶粒濾料性能參數(shù)：粒徑046mm

31、數(shù)量：448m3濾池專用防堵長柄濾頭數(shù)量：5488套性能參數(shù)：濾頭契型縫隙寬度2.2mm,總濾縫28條，濾頭總長度405mm鵝卵石承托層數(shù)量：33.6m3其中：22.4m3（1"32mm,H=200mm）11.2m3（816mm,H=100mm）填裝要求：從下至上從大到小按級配填裝標準濾板數(shù)量：112塊尺寸參數(shù)：960>960X00mm濾頭密度：49套/塊材質要求：C30鋼筋混凝土受力要求：上下雙向受力4.2.4、硝化（N）曝氣生物濾池設計主要完成對污水中有機物和氨氮的降解，同時截留SS。濾池中填裝有陶粒濾料，運行時通過鼓風曝氣，利用陶粒濾料上附著、生長的微生物的代謝作用，吸附

32、、降解污水中的有機物及氨氮。在N級池中主要生化、化學反應方程式為：a、有機物（以CODBODg示）的去除:Q酶aHO+(x+y/4-z/2)QnGHYO+nNH+n(x+y/4-z/2-5)(GHNO)n+n(x-5)CG+n/2(y-4)H>O-AHb、硝化反應:2NH+3Q2NO2-+4l4+2HOANH+1.83O2+1.98HCO0.21C5H7QN+0.98NO+1.041H2O+1.88HCO1）濾池面積計算A、采用硝化負荷計算法：依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程，因本工程為二級處理出水的深度處理，乂考慮到項目現(xiàn)場地處北方，冬季溫度較低，故本工程硝化負荷選取低負荷0.60NH3-

33、N/（m3濾料d）,計算后應采用空床停留時間法和表面水力負荷復核法進行校核。N池濾料有效體積按下式計算:V1OO0N：式中，V:濾料的忘有效體積，m3;Q:每天進入曝氣生物濾池的污水量，m3/d;Nw安歡：氨氮容積負荷孕，kgNH3-N/m3d,本設計取0.6kgNH3-N/m3d;C氨氮：進出曝氣生物濾池的氨氮差值，mg/L帶入數(shù)據(jù)得：V=30000X(15-5)/(1000X0.6)=500m3AiN濾池的總面積為：H0式中，Ai：曝氣生物濾池的總面積，m2;H0：濾料層的高度，m；一般N曝氣生物濾池中濾料層高度H0為2.54.5m,本工程設計中取H0=4.5m。帶入數(shù)據(jù)得：Ai=500/

34、4.5=111.1nfB、空床水力停留時間計算法復核：依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程，對丁提標工程，硝化池空床停留時間為3045min,通過空床停留時間復核是否在規(guī)定的范圍內，當面積取111.1m2,空床停留時間按下式計算：t&H024Q式中，Ai：濾池總面積，m2;Q:進水量，m3/d;Ho：濾床高度，m。代入數(shù)據(jù)得：t=111.1*4.5*24/30000=0.4h=24min通過空床水力停留時間復核計算，空床水力停留時間為24min,未滿足規(guī)程規(guī)定的3545min范圍，但濾料層高度達到上限不能再增加，而面積也無法增加了。因此，確定N曝氣生物濾池總面積取111.1m2。考慮到單座濾池

35、面積過大將會增加反沖洗的供水量、供氣量，依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程，當濾池總面積100m時應將濾池分格，同時還應保證一座濾池反沖洗時剩余濾池能夠承擔所有水量并使設計參數(shù)滿足曝氣生物濾池工程技術規(guī)程的要求，所以本工程設計分2格(n=2)并聯(lián)，則每座濾池的面積為111.1/2=55.6活依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程，綜合濾池構造和平面布置等因素，實際取每格平面尺寸為：8m<7m=56m2。C、表面水力負荷計算法復核：當實際面積確定后應進行表面水力負荷復核，復核實際取值后負荷是否在合適的范圍內。Q=30000/(24*56*2)=11.16通過實際面積確定后復核，符合曝氣生物濾池工程技術規(guī)程

36、中表面水力負荷3.012.0m3/m2h的要求。2) N濾池體總高度計算依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程結構的相關規(guī)定，濾池的總高度應包括配水室、承托層、陶粒濾料層、活水區(qū)、超高的高度。即曝氣生物濾池的總高度為：H=H0+h1+h2+h3+h4=4.5+1.2+0.4+1+0.5=7.6m式中，H:曝氣生物濾池的總高度，m；H。：陶粒濾料層高度，m；h1：配水室高度,m；h2：承托層高度(含濾板)，m；h3：活水區(qū)高度，m；h4：超高，m。濾池尺寸：8.0m>7.0m.6m,共2格3) 土建部分單格尺寸：結構類型：池體數(shù)量：填料形式：布水形式：布氣形式：反洗形式：4) 材料部分陶粒濾料性能參

37、數(shù)：數(shù)量：濾池專用防堵長柄濾頭數(shù)量：性能參數(shù)：濾頭契型縫隙單孔膜空氣擴散器數(shù)量：性能參數(shù)：鵝卵石承托層數(shù)量：其中：填裝要求：標準濾板數(shù)量：尺寸參數(shù)：濾頭密度：8.0>7.0>7.6(m)鋼筋混凝土2格陶粒濾料長柄濾頭布水鼓風機+單孔膜空氣擴散器氣水聯(lián)合反沖洗粒徑35mm504m35488套2.2mm,濾縫數(shù)量28條，濾頭總長度405mm8184套單孔膜孔徑1.2mm33.6m322.4m3(1"32mm,H=200mm)11.2m3(816mm,H=100mm)從下至上從大到小按級配填裝112塊960>960刈00mm49套/塊材質要求:受力要求:4.2.5曝氣量計

38、算C30鋼筋混凝土上下雙向受力前置反硝化的N生物濾池的需氧量包括氨氮硝化的需氧量和去除BOD的需氧量兩部分總和減去反硝化回收的氧量。N生物濾池進水中氨氮濃度為20mg/L（設計為15,此處取值偏大，留點余量），出水氨氮濃度為5mg/L,氨氮硝化每天的需氧量為：RN=4.57*30000*15/1000=2056.5kgN濾池去除污水中單位質量BOD5的需氧量為：0.69kg即去除1kgBOD需要提供0.69kgO2。N濾池進水BOD5濃度為20mg/L,出水BOD5濃度為10mg/L,則每天去除BOD5需提供的總氧量為：207kg則去除污水中BOD5的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量（標態(tài)）合計為

39、：2263.5kg當濾池氧的利用率為Ea=22%時，從濾池中逸出氣體中含氧量的白分率Qt為：17.2%當濾池水面壓力p=1.013X05Pa,曝氣器安裝在濾池水面下H=5.40m深度時，曝氣器處的絕對壓力為：pbp9.8103H1.0131059.81035.401.542105Pa則當水溫為25C時，活水中的飽和溶解氧濃度為Cs（25C）=8.4mg/L,則25C時濾池內混合液溶解氧飽和濃度的平均值Csm（25C）為：9.83mg/L當水溫為25C時，N曝氣生物濾池實際需氧量Rs為5417.3kg/d（如減去反硝化回收的氧量為4419.2kg/d）對于城市生活污水，a=0.86=0.9P=1

40、而且假定濾池出水溶解氧濃度為3mg/L?？偣饬繛椋?508m3/h=41.8m3/min（如減去反硝化回收的氧量為2045.9m3/h）每個單孔膜曝氣器通過的空氣量為0.25m3/個h,則N濾池需曝氣器數(shù)量為：8184個布置密度為：8184/8/7/2=73個/m2,符合曝氣生物濾池工程技術規(guī)程關于單孔膜曝氣的布置密度不宜小于36個/m2的規(guī)定。4.2.6、鼓風機選型鼓風機房內放置曝氣鼓風機和反沖洗鼓風機，尺寸為12Rm。1）曝氣鼓風機選型按照4.2.4的計算，選用鼓風機三臺，2用1備。風機類型：羅茨鼓風機單機風量：21m3/min風壓：0.06MPa單機功率：37kw風機臺數(shù)：3臺2）反沖

41、洗風機選型依據(jù)室外排水設計規(guī)范（GB50101）及曝氣生物濾池工程技術規(guī)程的相關規(guī)定，曝氣生物濾池氣洗強度范圍為1016L/m2s,本工程設計反沖洗氣洗強度為14L/m2S,則反沖洗氣量為：QSP式中，Q:反洗氣流量，m3/h；S:濾池面積，m2;P:氣洗強度，L/m2s；帶入數(shù)值得：Q=8X7x14X3600/1000=2822.4ni7h=14.07m3/min反沖洗風機參數(shù)風機類型：羅茨鼓風機單臺風量：24m3/min風壓：0.07Mpa單機功率：45kw風機臺數(shù)：3臺（2用1備）3）提升裝置配電動葫蘆一套。提升最大重量1t,提升高度為9m。4.2.7反沖洗水泵選型本工程反硝化和硝化曝氣

42、生物濾池共用一套沖洗系統(tǒng)，設計中按較大的反硝化池設計。依據(jù)曝氣生物濾池工程技術規(guī)程中相關規(guī)定，濾池采用氣水聯(lián)合反沖洗形式，依次按氣洗、氣水聯(lián)合洗、活水漂洗三個階段進行，本工程反沖洗時間設計氣洗4min,氣水聯(lián)合洗6min,活水漂洗8min,系統(tǒng)調試運行期間可根據(jù)實際調試運行參數(shù)適當調整沖洗時間。依據(jù)室外排水設計規(guī)范（GB50101）及曝氣生物濾池工程技術規(guī)程的相關規(guī)定，曝氣生物濾池反沖洗水強度范圍為46L/m2s,本工程設計反沖洗水洗強度為6L/m2s,則反沖洗用水量為：WSP式中，W:反洗水流量，m3/h;S:濾池面積，m2;P:水洗強度,L/m2s；帶入數(shù)值得：W=8X7X6X3600/1

43、000=1209.6m3/h由于每格濾池每次反沖洗用水時間為14min,則每次反沖洗用水量為W用水量=1209.6X14/60=2822.4m3/h按3萬m3/d設計時濾池出水量為：Q=1250m3/h,反沖洗用水過程時間內濾池出水量為333.3m3。W出水量W用水量根據(jù)水量平衡計算，濾池運行時正常出水量能滿足反沖洗用水需求。1）土建部分反沖洗泵安裝在原有消蠹池渠中，由于場地所限，提升裝置配備高強度防腐蝕碳鋼固定支架一套，手動葫蘆一套，最大提升重量為1噸，提升高度為10m。2）設備部分反沖洗水泵設備類型：潛污泵單臺設計流量：Q=610m3/h設計揚程：H=15m電機功率：30kW臺數(shù)：3臺（2

44、用1備）4.3、本工程工藝設計特點4.3.1、有較高的耐沖擊負荷能力。4.3.2、在濾池中采用了粒徑較小的陶粒濾料，附著生長微生物量大，污染物去除效率高，出水水質好且穩(wěn)定。4.3.3、污泥產生量小。4.3.4、布置緊湊、占地面積小。4.3.5、安裝簡易、操作管理、運行維護方便，設備及材料使用壽命長。4.3.6、調試時間短，投入運行快，中斷運行后重新啟動恢復性能快。4.3.7、采用PLC自動控制，日常維護工作量小。4.3.8、污水處理廠無氣味、噪音產生，工作環(huán)境條件好。第四章供配電及自控系統(tǒng)設計范圍本次方案配電及自控系統(tǒng)設計范圍包括工程新增的配電室自控問、鼓風機房、提升泵房、除磷加藥問、反沖洗泵

45、及管廊內、絮凝沉淀池所增設備的配電和控制，電纜敷設，防富接地和照明、供配電1、用電負荷方案涉及用電設備主要包括序設備名稱規(guī)格數(shù)量功率1提升潛污泵Q=630r3/h,H=12m330KW2曝氣風機Q=21由min,337KW3反沖洗風機3Q=24/min,P=68.6KPa345KW4反沖洗潛污泵Q=610/h,H=15m330KW5回流泵Q=520/h,H=12m222KW6放空管道立式Q=100mh,H=15m17.5KW7管廊排水潛污Q=10mh,H=10m12.2KW8反洗排水潛污-3Q=120mh,H=10m25.5KW9單軌電動葫盧T=1.0噸，H=9m22.0KW10潛污泵30m3

46、/h,H=12m12.2KW主要設備負荷約為500KW其它現(xiàn)場控制箱、PLC控制箱、電動閥等設備約為60KW照明系統(tǒng)約為7KW備用負荷約為130KW取系數(shù)0.85，總裝機容量為820KVA用電設備電壓等級為交流380/220V2、低壓配電系統(tǒng)設計由廠區(qū)新增建筑物低壓配電室采用放射式供電方式分別向各主要建筑物/構建物引入一路AC380V4源。低壓配電室開關柜選用GC卵，該型號適用丁交流50Hz,額定工作電壓380V,額定電流小丁4000A的配電系統(tǒng)中作為動力及配電設備的電能轉換，分配與控制之用。該產品分斷能力高，額定短時耐受電流達50KA線路方案靈活、組合方便，實用性強、結構新穎等特點。其柜內所

47、有低壓開關、接觸器、過載保護裝置、繼電器等器件選擇上盡量選擇知名品牌。低壓開關柜需一臺進線柜D1R一臺無功補償柜D2R根據(jù)建筑物情況需要三臺低壓出線柜，分別配送鼓風機房、提升泵房、濾池。設計容量為D3P（鼓風機房）320KW其中備用62KWD4P（提升泵房）140KW其中備用30KWD5P（濾池）237KW其中備用38KW3、現(xiàn)場配電系統(tǒng)現(xiàn)場主要工藝設備自帶現(xiàn)場控制柜，考慮到污水處理廠的運行費用主要是電費，為了在滿足使用的前提下盡可能的節(jié)能降耗，以及防止大功率設備啟動時對電網(wǎng)和開關柜造成沖擊，對方案中的主要大功率電氣設備都配備有軟啟動器或變頻器，軟啟動器和變頻器安裝在現(xiàn)場控制柜中。采用變頻運行

48、后，可以通過超聲波液位計、溶氧儀、壓力表等儀表進行程序控制，可選擇性啟動大功率設備，可以最大限度的控制設備不至丁頻繁的啟動和停機，有助丁保護設備的驅動系統(tǒng)，極大限度的延長設備使用壽命和節(jié)約了電能。現(xiàn)場控制柜采用一控多機的方式，一個建筑物內的一類設備采用一臺現(xiàn)場控制柜，降低成本的同時也便丁集中操作?，F(xiàn)場控制柜活單如下：位置功能方式數(shù)量1提升泵房潛水提升泵控制一控三一臺2鼓風機房曝氣風機控制一控三一臺3鼓風機房反沖洗風機控制一控三一臺4濾池反沖洗潛污泵控制一控三一臺5濾池回流泵控制一控二一臺6濾池反洗排水潛污泵一控二一臺7濾池放空管道立式離心泵一控一一臺8濾池管廊排水潛污泵一控一一臺9濾池電動蝶閥

49、控制一控十二臺現(xiàn)場控制柜采用GGD2改）型，其它配電柜、電控柜（箱）可根據(jù)實際情況來定。戶內電控柜、箱防護等級為IP4X，戶外防護等級為IP65（防雨防腐型）。4、防富接地系統(tǒng)及電纜本次工程設計采用TN-C-S接地系統(tǒng)。對現(xiàn)場控制室外設人工接地體，其接地電阻不大丁4歐姆，該人工接地與土建基礎接地相連。新增設備所有正常不帶電的電氣設備金屆設備外殼、金屆護欄均應可靠接地低壓電力電纜主要采用YJV-1KV型，控制電纜主要采用KVV-0.75KV型，儀表電纜采用RVVP屏蔽線。電纜長度可按實際情況確定。涉及到的電纜及保護鋼管具體型號如下表：序號規(guī)格用途預估數(shù)量（m）1YJV-3*95+2*50r低壓電

50、力電纜302YJV-3*25+2*16低壓電力電纜703YJV-3*35+2*16r低壓電力電纜1204YJV-4*4低壓電力電纜2005YJV-5*4r低壓電力電纜2206YJV-5*6低壓電力電纜2507YJV-3*6r低壓電力電纜1208YJV-3*4低壓電力電纜909KVV-7*1.0r控制電纜21010KVV-14*1.0控制電纜67011VV-3*0.75r控制電纜55012RVVP-2*1.0儀表電纜25013RVVP-3*1.0儀表電纜30014SC25保護鋼管50015SC32保護鋼管60016SC40保護鋼管7017SC50保護鋼管12018SC70保護鋼管30本方案設計時

51、未考慮變壓器負荷不足增加變壓器情況，電氣部分從新增加進線柜開始計算。、自控系統(tǒng)在已建成工程中，原有三臺PLC控制柜，PLC采用了Siemens公司的S7-300系列PLC中控室有2臺監(jiān)控電腦，組態(tài)軟件為Intouch,PLC編程軟件為StepV5.2。通訊方式為工業(yè)以太網(wǎng)。原有的工程PLC控制柜未預留現(xiàn)在設計工程設備所必須的控制點，也未預留儀表等的相關接口，現(xiàn)為了實現(xiàn)新增設備的控制功能，須再增加1套PLGPLC控制柜設置在配電間，完成對鼓風機房、提升泵房、濾池和絮凝池主要工藝設備的數(shù)據(jù)采集、遠程控制和儀表數(shù)據(jù)的采集。PLC柜簡單配置如下：序號模塊型號數(shù)量功能1電源模板307-10A1系統(tǒng)電源供

52、應2CPU莫板315-2DP1PLC3通訊模板343-11通訊模塊4拓展模塊153-11I/O拓展模塊5機架530mm26AI模板331-82模擬電流輸入模板7AO模板332-41模擬電流輸出模板8DI模板321-327數(shù)字輸入模板9DO莫板322-164數(shù)字輸出模板10前連接器40針911前連接器20針512通道隔離PH207620電流隔離安全柵13隔離繼電器MY-2N288開關量信號隔離14防前擊保護2201電源防雷擊15光電轉換器116開關柜117輔助電源24V10A118DP電纜頭485219觸摸屏10.4”120以太網(wǎng)光纖四芯多模200米包含光纖附近PLC控制柜設計功能如下:序號DIDOAIAO功能12絮凝沉淀池2臺潛水攪拌機運行給定序號DIDOAIAO功能22絮凝沉淀池2臺潛水攪拌機狀態(tài)反饋32絮凝沉淀池2臺潛水攪拌機運行反饋42絮凝沉淀池2臺潛水攪拌機故障反饋51絮凝沉淀池1臺潛污泵運行給定61絮凝沉淀池1臺潛污泵狀態(tài)反饋71絮凝沉淀池1臺潛污泵運行反饋81絮凝沉淀池1臺潛污泵故障反饋92提升泵房2臺潛水提升泵運行給定102提升泵房2臺潛水提升泵狀態(tài)反饋112提升泵房2臺潛水提升泵運行反饋122提升泵房2臺潛水提升泵故